智慧校園智慧農(nóng)場解決方案

校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案目錄1.平臺(tái)簡介......................................................................................................-1-1.1整體架構(gòu)1-2.控制解決方案...............................................................................................-2-2.1智慧農(nóng)場管理與控制2-3.組網(wǎng)解決方案.............................................................................................-10-3.1智能農(nóng)場組網(wǎng)10-4.主要產(chǎn)品介紹.............................................................................................-12-4.1物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)12-4.2ZigBee透傳模塊13-4.3智能遠(yuǎn)傳水表14-4.4三相電能表15-4.5互聯(lián)網(wǎng)攝像機(jī)16-4.6空氣溫濕度傳感器16-4.7土壤溫度水分傳感器17-4.8光照度傳感器18-4.9二氧化碳傳感器18-4.10水浸傳感器19-4.11電磁流量計(jì)20-4.12小型氣象站21-5.軟件及設(shè)備清單.........................................................................................-22-5.1軟件平臺(tái)22-5.2智能設(shè)備22-I校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案OneControl智能控制系統(tǒng)依托目標(biāo)用戶現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)為通信基礎(chǔ)，通過云平臺(tái)，系統(tǒng)提供對OneControl智能網(wǎng)關(guān)以及通過網(wǎng)關(guān)接入的各種主流廠家的有線、無化系統(tǒng)。本方案著重介紹基于OneControl平臺(tái)的智慧校園農(nóng)場管理。介紹如何使用OneControl物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對校園農(nóng)場的智能管理與監(jiān)控。OneControl新風(fēng)、節(jié)能等各種遠(yuǎn)控功能，可以讓用戶通過手機(jī)、PC等多種方式進(jìn)行控給用戶帶來全方位的安全舒適、健康節(jié)能的智能生活體驗(yàn)。其整體架構(gòu)如下圖所示。遠(yuǎn)…制OneControl物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)…-1-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案近年來，全國各地校園教學(xué)的探索和實(shí)踐中，都把校園農(nóng)場作為學(xué)校教學(xué)實(shí)算、大數(shù)據(jù)、應(yīng)用集成、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)應(yīng)用，建設(shè)符合自身特色的智慧校園。一般學(xué)校智慧農(nóng)場具有以下特征：（1）智能化基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)PC板溫室為主體結(jié)構(gòu)，農(nóng)場內(nèi)可完全模擬基本的生態(tài)環(huán)境因子，具備對諸如溫度、濕度、光照強(qiáng)度、氣壓、土壤溫濕度、CO2濃度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)的能力，元，可按照預(yù)設(shè)參數(shù)，精確測量農(nóng)場的氣候、土壤等參數(shù)，并利用手動(dòng)、自動(dòng)兩種方式啟動(dòng)或關(guān)閉不同的執(zhí)行結(jié)構(gòu)，控制卷膜、風(fēng)機(jī)、濕簾、補(bǔ)光、灌溉施肥等供最佳環(huán)境。（2）精準(zhǔn)農(nóng)場管理模式智慧農(nóng)場具有針對當(dāng)前環(huán)境與需求，對環(huán)境變量精準(zhǔn)控制的能力。因此，需準(zhǔn)把握農(nóng)場內(nèi)植物對水，肥料，光照，CO，以及溫濕度等的環(huán)境變量的需求，2進(jìn)行定向控制。如，可針對不同植物的用水量，調(diào)整灌溉時(shí)機(jī)和灌溉量，減少無降溫，開、關(guān)遮陽等應(yīng)對措施，確保農(nóng)作物在最適宜的環(huán)境下生長。精準(zhǔn)農(nóng)場管理模式的精準(zhǔn)控制功能與實(shí)現(xiàn)方式，也是控制變量法的直接表（3）實(shí)現(xiàn)無人值守自動(dòng)化運(yùn)行-2-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案在滿足遠(yuǎn)程化管理模式的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)農(nóng)場的無人值守自動(dòng)化運(yùn)行。農(nóng)場自3個(gè)月場的不間斷運(yùn)行。（4）銜接創(chuàng)新課程安排課程，通過教師的啟發(fā)和引導(dǎo)，開展語文、數(shù)學(xué)、英語、物理、生物、化學(xué)-3-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案（LoRa/ZigBee/Wifi)校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案環(huán)境監(jiān)控界面示意校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案可以通過手機(jī)或PC端，在任意地點(diǎn)遠(yuǎn)程控制農(nóng)場的所有接入設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)可以對智慧農(nóng)場實(shí)現(xiàn)如下遠(yuǎn)程控制功能：遮陽控制控制設(shè)備：雙層內(nèi)遮陽保溫系統(tǒng)控制要素：光照強(qiáng)度值控制過程：?可設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)光照度的范圍，如上限L1，下限L2；?當(dāng)測量光照度值>標(biāo)準(zhǔn)光照度上限值L1驟，控制開啟遮陽卷膜收攏，進(jìn)行降低光照度；?當(dāng)測量光照度值<標(biāo)準(zhǔn)光照度下限值L2驟，控制開啟遮陽卷膜展開，進(jìn)行增大光照度；降溫升溫控制控制設(shè)備：通風(fēng)降溫系統(tǒng)，循環(huán)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，雙層內(nèi)遮陽保溫系統(tǒng)，降溫加溫系統(tǒng)，采暖加溫系統(tǒng)等控制要素：溫度值控制過程：?可設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)溫度的范圍，如上限T1，下限T2；?降溫過程：當(dāng)測量溫度>標(biāo)準(zhǔn)溫度上限值T1時(shí)，執(zhí)行降溫設(shè)備開啟步驟，控制通風(fēng)降溫系統(tǒng)，循環(huán)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，雙層內(nèi)遮陽保溫系統(tǒng)，降溫加溫系統(tǒng)等進(jìn)行通風(fēng)降溫；當(dāng)測量溫度值恢復(fù)到設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍時(shí)，執(zhí)行降溫設(shè)備關(guān)閉步驟，關(guān)閉以上系統(tǒng)或設(shè)備，停止降溫；?升溫過程：當(dāng)測量溫度<目標(biāo)溫度下限值T2時(shí)，執(zhí)行升溫設(shè)備開啟步驟，控制開啟降溫加溫系統(tǒng)，采暖加溫系統(tǒng)等，進(jìn)行升溫；當(dāng)測量溫度值恢復(fù)到設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍時(shí)，執(zhí)行升溫設(shè)備關(guān)閉步驟，關(guān)閉以上系統(tǒng)或設(shè)備，停止升溫；-6-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案灌溉控制控制設(shè)備：噴灌系統(tǒng)控制要素：土壤濕度值控制過程：?可設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)土壤濕度的范圍，如上限T1，下限T2；?當(dāng)土壤濕度值小于設(shè)定的土壤濕度下限值T2時(shí)，執(zhí)行灌溉設(shè)備開啟步驟，控制開啟電磁閥，開始對土壤澆水；?當(dāng)土壤濕度值恢復(fù)到設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)，執(zhí)行灌溉設(shè)備關(guān)閉步驟，控制關(guān)閉電磁閥，停止對土壤澆水；加濕控制控制設(shè)備：通風(fēng)降溫系統(tǒng)，循環(huán)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，雙層內(nèi)遮陽保溫系統(tǒng)，霧噴系統(tǒng)控制要素：溫室內(nèi)大氣濕度控制過程：?可設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)濕度的范圍，如上限T1，下限T2；?加濕過程：當(dāng)測量濕度<標(biāo)準(zhǔn)濕度下限值T2時(shí)，執(zhí)行加濕設(shè)備開啟步驟，控制開啟濕簾，打開循環(huán)風(fēng)機(jī)，增加大氣濕度；控制關(guān)閉加濕設(shè)備，停止加濕；?除濕過程：當(dāng)測量濕度>標(biāo)準(zhǔn)濕度上限值T1時(shí)，執(zhí)行除濕設(shè)備開啟步驟，控制開啟雙層內(nèi)遮陽保溫系統(tǒng)，打開循環(huán)風(fēng)機(jī)，打開通風(fēng)機(jī)等，進(jìn)行除濕作業(yè)；停止除濕。補(bǔ)光控制控制設(shè)備：補(bǔ)光燈控制要素：光照度，時(shí)間等-7-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案(1)視頻采集：在電腦端或手機(jī)端實(shí)時(shí)查看農(nóng)場內(nèi)的視頻影像；(2)視頻存儲(chǔ)：可根據(jù)需求，存儲(chǔ)1周甚至1月的農(nóng)場視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；也可上傳至云端保存所有視頻資料；(3)視頻檢索及播放：可以根據(jù)時(shí)間段選擇查看視頻圖像。移動(dòng)客戶端控制校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案場的監(jiān)管和控制。校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案LED顯示屏信息展示示意室內(nèi)設(shè)備一般采用ZigBee技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，通過室內(nèi)的ZigBee網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對/4G/Wifi進(jìn)行組網(wǎng)。組網(wǎng)拓?fù)鋱D如下：-10-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案遠(yuǎn)程控制WIFI或4GPC視頻監(jiān)控矩陣有線、WIFI或4G直連ZigBee主控智能網(wǎng)關(guān)土壤水分/溫度傳感器空氣溫濕度傳感器光照度傳感器遮陽系統(tǒng)透傳模塊透傳模塊透傳模塊補(bǔ)光系統(tǒng)其他感應(yīng)器及設(shè)備…小型氣象站建設(shè)完成后，校園農(nóng)場設(shè)備示意圖如下（因具體建設(shè)事項(xiàng)、階段不同，接入設(shè)備情況可能不同）：-11-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案4.1ZigBee3.0無線通訊協(xié)議。主要技術(shù)參數(shù)如下：技術(shù)參數(shù)工作電壓電流：DC5V200mA-12-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案通信協(xié)議：支持通過認(rèn)證的zigbee產(chǎn)品工作頻段：2405M~2480MHZ無障礙通訊距離：600m無障礙組網(wǎng)距離：300m外觀尺寸：110.5mm*81mm*26mm接收靈敏度：-97dBmZigBee透傳模塊是以ZigBeeARM-32bit內(nèi)核RS485轉(zhuǎn)ZigBee模塊，性能更好，傳輸更穩(wěn)定，具有透傳，協(xié)議傳輸，AT配置等多種功能。具有成本低、安裝維護(hù)方便、繞射能力強(qiáng)、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活、覆蓋范圍遠(yuǎn)的特點(diǎn)，適合點(diǎn)多而分散、地理環(huán)境復(fù)雜等場合，可與RTU等數(shù)據(jù)終端相連接。ZigBee透傳應(yīng)用模式：-13-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案智能遠(yuǎn)傳水表主要用來監(jiān)控水流量信息，可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)定量送水，用水異常監(jiān)控等功能，并通過WIFI等無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)收集，發(fā)現(xiàn)異常。-14-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案主要技術(shù)參數(shù)有：靜態(tài)電流最大95%RH0℃--+40℃工作溫度4.4用于收集特定設(shè)備特定區(qū)域用電數(shù)據(jù)，并記錄上傳至云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電力能耗數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。工作溫度：-10℃-+50℃工作濕度：≤75%工作電壓：AC181/279-300/500V工作頻率：50Hz±10%內(nèi)部功耗：≤2W/10VA端口形式：RS485-15-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案4.5用于對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行視頻監(jiān)視。其主要參數(shù)有：電源供應(yīng)2.8-12mm紅外夜間功能存儲(chǔ)功能有工作溫度-30℃--+60℃4.6空氣溫濕度傳感器采用高精度熱敏電阻作為感應(yīng)部件，具有測量精度高、穩(wěn)溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓或電流信號(hào)。技術(shù)參數(shù)工作溫度：-40℃-+60℃-16-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案濕度探測精度：±2%RH（5%RH-95%RH,25℃）端口形式：RS485主要參數(shù)有：端口形式：RS485-17-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案4.8用于感知智慧農(nóng)場內(nèi)光照度情況，判定是否需要補(bǔ)光等。主要技術(shù)參數(shù)有：直流供電：10-30VDC最大功耗：0.4W技術(shù)參數(shù)端口形式：RS485(Modbus-RTU協(xié)議)4.9用于感知室內(nèi)二氧化碳濃度。主要技術(shù)參數(shù)有：-18-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案精度：±(40ppm+3%F·S)(25℃)技術(shù)參數(shù)量程：0~5000ppm（可定制）精度：±7%(25℃)端口形式：RS485(Modbus-RTU協(xié)議)4.10基于液體導(dǎo)電原理，用電極探測水管、特定工作區(qū)域等是否有水存在。其主要參數(shù)有：工作電壓：DC10-30V最大功耗：0.4W（RS485輸出）技術(shù)參數(shù)檢測對象：自來水、純凈水變送器電路工作溫度：‐20℃~+60℃，0%RH~80%RH端口形式：RS485-19-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案4.11安置于送水管道上，監(jiān)測即時(shí)用水量等。主要參數(shù)有：公稱通徑：DN15-DN1000流速范圍：0.1~15M/S(最大)；0.5~10M/S（常規(guī)）公稱壓力：1.6MPA；1.0MPA電氣接口：M20*1.5內(nèi)螺旋，Ф10電纜孔通訊方式：RS485,MODBUS協(xié)議-20-校園智慧農(nóng)場建設(shè)解決方案主要參數(shù)有：氣壓量程：0-120kpa氣壓精度：±0.15kpa工作電壓：DC10-30V內(nèi)部功耗：＜0.2W端口形式：RS